Fenomene de transport prinmembrana celular
Structura i funciile membranei celulare
Modaliti de transport membranar
Receptori i traductori de informaie n
membranele biologice
Membrana celular (5-7 nm)
ansamblu de structuri supramoleculare aflatla periferia celulei care separ mediulcelular de interstiial;
separ i organitele celulare de citoplasm;
este semipermeabil;
este selectiv.
Structura membranei celulare modelul mozaiculuimozaicului fluid fluid proteolipidicproteolipidic al
lui Nicholson i Singer (1972)
Bistrat lipidic Proteine Glicoproteine
MicrodomeniiMicrodomenii lipidicelipidice
(lipid rafts)(lipid rafts)
Moleculelelipidice
Sunt amfifile Dubl legtur
cis nesaturat kink
Bistratul lipidic fosfolipide (fosfatidilcolina, sfingomielina,
fosfatidilserina, fosfatidilinositol, fosfaditiletanolamina)
glicolipide colesterol
Rol major: formarea matricii pentru fixarea proteinelor
Bistratul lipidic format prezint fluiditate
Colesterolul
imobilizeazaparial gruprile hidrocarbonate
din cozile fosfolipidelor,
avnd ca efect scderea fluiditii biomembranelor
n funcie de concentraia fosfolipidelor n ap, se pot realiza trei tipuri de structuri
monostrat (concentraii mici) lipidele sunt surfactani
micele (concentraii mari) bistraturi (concentraii foarte
mari) miezul lipidic fiind hidrofob este exclus
din faza apoas, iar bistraturile lipidice se nchid spontan formnd vezicule stabile.
Experimentul Gorter i Grender, 1925
Proteinele membranare elementele active ale membranei
Fenomene de transport
Micarea coordonat
Cataliza enzimatic
Transductia semnalelor
Imunoprotecie
Recunoaterea celul-celul
Suport mecanic
Proteinele membranare intrinseci (integrale) extrinseci (periferice)
Proteinele membranarepot executa micri de:
difuzie lateral rotaie
Fluiditatea membranelor biologice depinde i de cantitatea de colesterol din membran
Unele antibiotice formatoare de canal (Nystatinul) opereaz numai n membrane ce conin colesterol,
Colesterolul descrete permeabilitatea biomembranelor pentru moleculele biosolubile mici, conducnd la creterea stabilitii mecanice a bistratului lipidic.
Membrana se sprijin pe un citoschelet(proteinefibrilare)
Membrane artificiale: lipozomii bistratele lipidice
BLMSSM
Funciile membranei celulare
menine caracteristicile diferite ale compartimentelor pe care le separ;
transportul unor molecule, ioni, macromolecule, complexesupramoleculare;
traducere i transfer de informaie;
implicare n funciile celulare.
Modaliti detransport membranar
Macrotransport
Microtransport
MacrotransportFagocitozaFagocitozaPinocitozaPinocitoza
EndocitoEndocitozaza Transcitoza
ExocitozaExocitoza
Microtransport
PasivActiv
Transportul pasiv
are loc n sensul gradientuluielectrochimic sau de presiune
fr consum de energie metabolic
spre echilibrul termodinamic
Transportul pasiv
W > 0 ionii tind s prseasc celula W < 0 ionii tind s ptrund n celul W = 0 transportul nceteaz la echilibru ecuaia Nernst:
( )exinex
inexin VVzFc
cRTWWW +== ln
in
exexin c
czFRTVVE ln==
Modaliti de transport pasiv
Difuzia simpl
Difuzia facilitat
Difuzia prin canale i pori
Difuzia simpl se produce prin
dizolvareadizolvarea specieimoleculare transportaten membran
depinde de coeficientulde partiie .
conform legii lui Fick: P = D/
Ce particule pot strbate membrana prin difuzie simpl?
Ioni?
Macroioni?
Macromolecule?
Molecule hidrofobe nepolare?
Ce particule pot strbate membrana prin difuzie simpl?
Difuzia facilitat moleculele hidrofile mari i unii
ioni se face prin utilizarea unor
molecule transportoare acioneaz n sensul gradientului
electrochimic se bazeaz pe proprietatea
transportorului de a se puteagsi n dou striconformaionale
poate fi inhibat inhibiie competitiv inhibiie necompetitiv
Trecerea substanelor neliposolubile
Difuzie prin pori i canale ionice
Difuzia prin poriPori structuri neselective, conteaz doar diametrul particulei
Canalele ionice proteine specializate care strbat bistratul
permit trecerea unor substane care nu suntliposolubile
permit trecerea ionilor n ambele sensuri, preponderent n sensul gradientului electro-chimic
suntsunt structuristructuriselectiveselective
specia transportat (S1) se leag de proteina canal (E), formnd un complex enzim-substrat (ES)
funcionarea:
ecuaia Michaelis-Menten
2121 SEESSE kk ++
Deschiderea i nchiderea canalului -comandat printr-un mecanism specific:
modificarea electric - potenialuluimembranar
chimic
alte mecanisme
transportul prin canale poate fi inhibat cu ajutorul unor blocani specifici (toxine)
parametru electric al canalului:
conductana (G) = 1/Rconductana (G) = 1/R[G]SI = 1 S (Siemens)
ionofori
Membrana celular poate fi traversat prin transport pasiv de
ctre
1. molecule mici hidrofobe - difuzie simpl
2. ioni - canale i difuzie facilitat
3. molecule hidrofile mari - difuzie facilitat
4. ap difuzie simpl, osmoz, porine
CanaleTransportori au o vitez mult
mai mare de transport a ionilor
au o specificitate maimare dect canalele
sunt n numr mult maimare dect canalele
pot participa i la transportul activsecundar
Transportul activ
form de transport care necesit energiemetabolic - cuplare energetic imediat
se realizeaz n sensul invers gradientuluide potenial electrochimic
Transport activ
primar
secundar
Transportul activ primar
Se realizeaz cu ajutorul pompelor ionice membranare
De obicei, folosete energia rezultat din hidroliza ATP
Stabilete un gradient de concentraie
Poate fi saturat
hidroliza ATP furnizeaz energia care permitetranslocarea a 3 ioni de Na+ n exterior 2 ioni de K+ n interior
este electrogenic asigur osmolaritatea pe feele membranei
MMecanismulecanismul de transport al Na+,K+- ATP-azei
Transportul activ secundar ptrunderea speciilor transportate ntr-un
compartiment mpotriva gradientului lorelectrochimic
asociere cu molecule care se deplaseaznormal conform propriului lor gradient de concentraie
gradientul este meninut prin transport activprimar
Transport activ secundar
simport (co-transport)
antiport(contra-transport)
Antiportul de 3Na+/Ca2+menine sczut concentraiaionilor de calciu n interiorul
celulelor
Simportul glucoza Na+ din celulele mucoasei intestinale
Transport activ
Receptori i traductori de informaie
Receptorul structur macromolecular din membrana celular
are capacitatea: de a recunoate o molecul semnal din mediul
extracelular, numit mesager prim de a interaciona cu ea rapid i reversibil
n urma interaciei, celula poate sintetiza o alt
molecul semnal mesager secunddeclaneaz rspunsul celular specific.
Mesageri primi mediatorii chimici hormonii antigenii medicamentele drogurile
Mesageri secunzi
acidul adenozin monofosforic ciclic (c-AMP)
acidul guanozin monofosforic ciclic (c-GMP)
diacil glicerolul (DAG)
inozitol trifosfatul (InosP3)
Etapele semnalizriiintercelulare
Legarea receptor ligand
Transducia semnalului
Rspunsul celular
Modificri a activitii celulare la nivelul metabolismului sau la nivelul expresiei genelor
Clasificarea semnalelor Endocrine
Hormoni produi n glandele endocrine
Paracrine Sunt generate de celule i acioneaz
local n vecintate De contact
Necesit contactul intercelular Nervoase
Se transmit de-a lungul axonilor ctre celulele int
Receptori membranari
Ionotropi
Metabotropi
Receptorii ionotropi o zon receptoarereceptoare - se leag
mesagerul prim; o zon efectoareefectoare - comunic
senzorului canalului comanda de deschidere sau nchidere a porii;
afecteaz direct activitatea celulei prin deschiderea nemijlocit a unor canale ionice.
Receptorul nicotinic de acetilcolinacetilcolin
Receptori metabotropi
pot determina sinteza mesagerilor secunzi
pot fi protein kinaze sau pot activa o protein kinaz
Mesagerii secunzi sintetizai activeaz o protein kinaz citoplasmatic:
modificarea metabolic a celulei duce la deschiderea sau nchiderea unui canal
ionic ori poate modifica o alt activitate a celulei
Receptorul de insulin
Structura Mozaic fluid proteolipidic (Nicholson &
Singer) Structur activ cu rol dinamic
Funciile membranei celulare Transport de specii moleculare
Pasiv (difuzie simpl, facilitat, canale i pori) Activ (primar, secundar)
Transfer i traducere de informaie Receptori i traductori de informaie
n membranele biologice
Fenomene de transport prin membrana celularMembrana celular (5-7 nm)Structura membranei celularen funcie de concentraia fosfolipidelor n ap, se pot realiza trei tipuri de structuriProteinele membranare elementele active ale membraneiModaliti de transport membranarMicrotransportTransportul pasivTransportul pasivModaliti de transport pasivDifuzia simplCe particule pot strbate membrana prin difuzie simpl?Ce particule pot strbate membrana prin difuzie simpl?Difuzia facilitatDifuzie prin pori i canale ioniceDifuzia prin poriPori structuri neselective, conteaz doar diametrul particuleiCanalele ioniceDeschiderea i nchiderea canalului - comandat printr-un mecanism specific:Membrana celular poate fi traversat prin transport pasiv de ctreCanaleTransportul activTransport activTransportul activ primarMecanismul de transport al Na+,K+- ATP-azeiTransportul activ secundarTransport activ secundarSimportul glucoza Na+ din celulele mucoasei intestinaleTransport activReceptori i traductori de informaieMesageri primiMesageri secunziEtapele semnalizrii intercelulareClasificarea semnalelorReceptori membranariReceptorii ionotropiReceptorul nicotinic de acetilcolinReceptori metabotropiMesagerii secunzi sintetizai activeaz o protein kinaz citoplasmatic:Receptorul de insulin
Top Related